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基于有限元的履带起重机臂架腰绳分析计算姚钢【摘要】履带式起重机是工业生产中广泛应用的重要起重设备,随着施工起升高度的不断提升,需要通过增加臂架长度来拓展起重机作业能力.而长臂架刚度小,起臂易造成失稳折断,实际作业中通常采用腰绳装置进行受力调节,但腰绳长度选择偏短时,又会造成吊载过程中臂架出现“反弯”引起受力恶化,因而需要综合考虑起臂、吊载等工况来分析确定腰绳长度.针对上述情况,采用有限元方法详细介绍了腰绳选用的分析计算过程,为类似产品的设计、施工提供了有益参考.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】4页(P48-51)【关键词】履带起重机;有限元;臂架;腰绳【作者】姚钢【作者单位】湖南网络工程职业学院机电系,湖南长沙410004【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH122臂架作为履带起重机的主要承载构件和直接作业部件，其设计性能直接关系着起重机的整机安全及使用可靠性。
随着各行业施工作业在高度、重量要求上的不断提升，履带式起重机的吨位与起升高度也相应拓展，使得臂架长度组合不断增加，但长臂架也使起重机在起臂、吊载过程中的施工工况更加复杂。
履带起重机臂架通常采用桁架式结构，以有效减轻自重，但结构刚性随之减小。
长臂架起臂工况，臂架在自重作用下弯曲，加之拉板作用，在臂架形成轴向载荷，使臂架下弯加剧，产生二次变形，容易引起结构失稳而导致臂架损坏，从而使得臂架无法正常起臂作业[1-2]。
因此，必须采取相应措施改善臂架受力情况，通常采用在拉板与臂架之间增加腰绳作为臂架系统受力的调节装置[3-5]，用于当臂架达到一定长度后改善起臂工况的受力与变形[6]。
通常情况下，增加腰绳装置后会减小臂架下弯幅度，特别是当腰绳较短时，臂架下弯改善更加明显；但同时存在的风险是，如果腰绳偏短，吊载工况中臂架在腰绳及载荷作用下将会出现弯曲形式由起臂时的下弯变为向上弯曲，即造成“反弯”，同样会引起臂架受力恶化。
汽车起重机伸缩臂结构有限元分析及优化汽车起重机伸缩臂结构有限元分析及优化引言：汽车起重机作为一种重要的工程机械设备，在建筑、物流等行业中起着重要的作用。
而在汽车起重机的设计中，伸缩臂结构是其关键组成部分之一。
伸缩臂结构的合理设计和优化可以提高汽车起重机的工作效率和承载能力，降低其重量和成本。
因此，对汽车起重机伸缩臂结构进行有限元分析与优化具有重要的理论意义和实际应用价值。
1. 伸缩臂结构的设计和工作原理汽车起重机的伸缩臂结构由伸缩臂筒、伸缩臂滑块、伸缩臂大臂、伸缩臂小臂等组成。
其工作原理是通过液压系统控制伸缩臂筒的伸缩，从而实现伸缩臂的变化和起重高度的调节。
伸缩臂结构的设计直接影响汽车起重机的工作性能和稳定性。
2. 有限元分析的原理和方法有限元分析是一种数值分析方法，通过将结构离散化为有限个小元素，利用数学和力学原理对每个小元素进行计算，最后得到整个结构的应力、应变、位移等相关信息。
有限元分析方法可以精确计算伸缩臂结构在不同工况下的受力情况，为优化设计提供基础。
3. 初始结构的有限元分析首先，采用有限元分析方法对汽车起重机初始伸缩臂结构进行分析。
通过初始结构的有限元模型建立和边界条件的设定，计算得到伸缩臂结构在不同工况下的受力情况，包括应力、应变、变形等参数。
利用有限元分析结果，可以评估初始结构的工作性能，并确定需要改进的方向。
4. 结构优化设计与分析基于初始结构的有限元分析结果，可以进行伸缩臂结构的优化设计。
结构优化的目标是提高结构的工作效率和承载能力，降低结构的重量和成本。
通过在有限元模型中进行参数化设计和分析，可以获得不同设计方案下的结构性能指标。
综合考虑结构的强度、刚度、轻量化等因素，选择最优设计方案。
5. 优化设计的验证与验证对优化设计方案进行验证与评估是优化过程的重要环节。
通过将优化设计方案转化为实际工艺制造过程中的参数，并制作样件进行实际测试和评估，可以验证优化设计方案的有效性，并进一步优化设计方案。
机械臂臂座有限元分析及结构改进发表时间：2013-06-14T08:52:22.107Z 来源：《学术月刊》2013年5月供稿作者：胡世杰潘淑微宋荣徐振宇何斌[导读] 机械臂臂座作为机械臂的关键零部件，需要进行有限元分析，以确保其工作可靠。
胡世杰潘淑微宋荣徐振宇何斌（胡世杰，潘淑微，宋荣：温州职业技术学院机械工程系，浙江温州 325035）（徐振宇：金华职业技术学院机电工程学院，浙江金华 321017）（何斌：上海大学机械系，上海 200444）[摘要]采用有限元方法对机械臂臂座进行了分析；对初始产生屈服变形的机械臂臂座分析了在给定静载荷下的应力及位移量。
根据分析结果针对不合理结构的机械臂臂座进行了改进设计，通过有限元分析方法验证了改进设计后臂座所能承受的最大应力得到提高，能够保证机械臂的正常工作。
[关键词]机械臂臂座有限元力学分析[作者简介]胡世杰（1974-），男，工程硕士、副教授。
毕业于浙江大学，主要研究方向为机械设计、材料成型工艺与模具设计。
[中图分类号] TH12 [文献标识码] A [文章编号]0439-8041（2013）05-0091-03机械臂广泛应用在工业自动化领域，机械臂一般采用多关节设计，在各关节中安装伺服电机和谐波减速器，通过工控机控制关节伺服电机对机械臂各关节进行驱动，以保证机械臂能够精确定位抓取物件，实现既定动作。
为了保证机械臂运动的精确性，必须减少由于机械臂零件受力变形所带来的位移影响，这就有必要在重量基本保持不变的前提下，提高关键结构件的刚度，以便机械臂在负载作用下具有较高的定位精度和重复定位精度。
对于伺服电机本身，由于是成熟产品，暂不考虑改变其结构，因此机械臂优化主要是针对固定伺服电机的臂座进行结构改进设计。
由于机械臂产品定型后，臂座零件将主要采用铝合金压铸方法制造毛坯件，然后经过少量机械加工成型，这样可以节约零件制造成本，提高生产效率。
压铸模具的制造费用昂贵，因此，先根据已有产品和经验，建立臂座零件的三维模型，通过有限元方法对臂座进行应力分析，判断出承受较大应力薄弱区域，针对薄弱区域进行结构改进设计[1][2][3][4][5]，并验证改进结果，最后根据改进结果设计定型，然后制造压铸模具，保证最大限度的可靠性。
基于ANSYS的高空作业车臂架有限元分析发表时间：2017-10-23T12:14:26.840Z 来源：《电力设备》2017年第17期作者：张幸幸[导读] 摘要：以高空作业车臂架为研究对象，以ANSYS分析软件为工具，对其强度和刚度进行有限元分析，形成基于ANSYS软件平台的高空作业车臂架计算分析方法，为高空作业车的臂架优化设计和改进提供了有力的支撑。
（徐州徐工环境技术有限公司江苏徐州 221135）摘要：以高空作业车臂架为研究对象，以ANSYS分析软件为工具，对其强度和刚度进行有限元分析，形成基于ANSYS软件平台的高空作业车臂架计算分析方法，为高空作业车的臂架优化设计和改进提供了有力的支撑。
关键词：高空作业车；臂架；有限元高空作业车主要由底盘、副车架、转台、臂架系统、控制系统、工作平台组成。
其中，臂架是高空作业车最主要的关键部件之一，其安全性、可靠性和先进性是决定高空作业车核心竞争力的关键。
臂架作为将工作平台送至指定工作位置的主要部件，其可靠性对作业安全性的影响至关重要，因此，对臂架结构进行优化及提高可靠性的研究和攻关具有重要意义。
本文以30m高空作业车臂架为研究对象，充分利用有限元多种单元类型的特点，对臂架实现了建模，得到了臂架静态计算的变形与应力，为臂架结构优化及其可靠性的提升奠定了理论与实践数据相统一的基础。
1 臂架所受载荷的确定对于静强度分析，传统观点认为，臂架水平全伸时的工况是最危险工况，但是对于某些部件，从经验可以判断最大应力发生在其他作业工况。
为了更好的了解臂架的整体应力分布情况，对其各个作业工况都进行有限元计算是非常必要的。
作用在臂架上的载荷分为基本载荷和附加载荷，基本载荷是始终或经常作用在高空作业车臂架结构上的载荷，包括自重载荷、工作载荷；附加载荷是高空作业车在正常工作状态下，结构件所受的非经常性作用的载荷，包括风载荷和冲击载荷。
对于不同的载荷，在计算过程中需要乘上不同的载荷系数。
起重机吊臂结构有限元【摘要】本文基于ANSYS软件对起重机吊臂结构有限元进行了阐述。
【关键词】起重机；吊臂；有限元一、前言随着我国起重机行业的不断壮大，起重机吊臂结构有限元的问题引起了人们的重视。
我国在此方面取得成绩的同时，也存在一些问题需要改进。
在科技不断发展的新时期，需要我们加强对起重机吊臂结构有限元的研究。
二、起重机吊臂结构有限元的概述吊臂在汽车起重机上是最重要的金属结构部件，也是主要受力构件，吊臂的结构设计直接决定着整个起重机的外观和性能。
吊臂结构设计的质量是起重机作业性能和安全的保证，因此在吊臂设计时对吊臂进行受力计算和结构分析计算是十分必要的。
纵观这几年的起重机吊臂的发展，从吊臂截面形式的变化，以及伸缩系统单缸插销装置伸缩形式的出现，都记录了起重机吊臂发展的历程．同时也是广大工程技术人员对吊臂不断改进创新的见证。
汽车起重机最主要的性能是用来起吊和转运货物的，因此汽车起重机的起重能力是汽车起重机的最主要性能，如何在保证吊臂不被破坏的基础上起吊更大的重量，那就要尽量优化吊臂结构，减轻吊臂的重量。
随着有限元分析技术的发展，这种技术也被应用在吊臂的结构设计上，像吊臂的结构强度分析，吊臂简体的稳定性分析等，有限元计算是一种仿真计算，这种计算的准确程度已得到了广泛的证明。
有限元分析方法的应用，不但准确，而且比传统的解析法计算有着更好的直观性，从而也为企业缩短了新产品的研发周期，增加了产品质量的可靠性，赢得了市场。
三、吊臂有限元模型的建立1、实体建模鉴于ANSYS软件实体造型的局限性和吊臂自身结构的复杂性，文中采用通用三维造型软件SolidWorks对吊臂进行实体建模，之后以Parasolid(x-t)格式将实体模型导人ANSYS进行有限元分析。
2、单元类型的选择基于软件对吊臂进行有限元分析的通常方法均是将吊臂结构视为线模型，后赋予梁单元属性进行强度和刚度等方面的有限元计算，但是梁单元是用线来代替三维实体结构，并不能反映结构几何上的细节，且伸缩式吊臂是由钢板焊接而成的箱型结构，应该选用二维板壳单元和三维实体单元混合分网，或全部选用三维实体单元划分网格。
大。
(3)当油气弹簧缸筒内径发生变化时,阀系参数应重新设计,以满足油气弹簧特性设计要求。
(4)利用缸筒内径影响系数,可以定量地把握缸筒内径对节流缝隙的影响及变化规律,有效地指导油气弹簧阀系参数设计,为油气弹簧的实际设计提供了简便、实用的设计方法。
参 考 文 献1 冯雪梅,刘佐民.汽车立业减振器技术的发展与状况.武汉理工大学学报,2003,27(3):340—3432 王汉平,张聘义.混合连通式油气悬架重型车辆的振动性能研究.导弹与航天运载技术,2003,264(4):7—113 李世民,吕振华.汽车筒式液阻减振器技术的发展.汽车技术,2001(8):10—164 封士彩,徐勇.工程车辆油气悬架刚度和阻尼特性分析.工程机械,2001(7):11—135 陈勇,何辉,白金福.夏利轿车液力油气弹簧簧片的变形分析.汽车技术,2000(1):19—206 俞德孚,陈庆华.悬架减振器外特性平安比的研究.车辆与动力技术,2002,87(3):11—177 周长城,顾亮.油气弹簧阀片厚度与节流缝隙的研究.汽车技术,2006(10):15—188 周长城,顾亮,王丽.节流阀片弯曲变形与变形系数.北京理工大学学报,2006,26(7):581—5849 周长城,顾亮,陈轶杰.油气弹簧节流阀片设计与研究.机械设计,2006,23(6):21—2310 周长城,赵力航,顾亮.减振器叠加节流阀片的研究.北京理工大学学报,2006,26(8):681—684作 者:周长城地 址:山东省淄博市山东理工大学交通与车辆工程学院邮 编:255049门座起重机臂架结构有限元分析武汉理工大学物流工程学院 计三有 苏运波 长沙职工大学 刘 清 摘 要:应用有限元分析方法,建立门座起重机臂架结构有限元模型,得出臂架结构的应力与位移分布并进行强度校核。
同时对臂架结构进行模态分析,得出各阶固有频率和振动模型,为设计提供理论依据。
关键词:门座起重机;臂架结构;模态分析;固有频率Abstract:The paper expounds the way to establish finite element analysis m odel for jib structure of gantry crane,and de2 rives the stress and displacement distribution of jib structure and checks strength.Furtherm ore it als o makes a m odal analysis of jib structure and derives inherent frequencies and vibration patterns,which provides theoretical basis for design.K eyw ords:gantry crane;jib structure;m odal analysis;inherent frequency1 前言在起重机结构的设计计算中,普遍采用的方法是设计人员依据材料力学原理、结构力学方法进行结构的设计与校核。
履带式起重机臂架有限元分析摘要：为了解决在传统设计方法下履带式起重机试制样机成本高、设计效率低等弊端，应用CAE软件ANSYS对SC50C液压履带式起重机的臂架进行建模与有限元分析，通过对臂架的强度校核，验证了该型履带式起重机设计方案的合理性，也验证了有限元分析法的可行性。
从而为履带式起重机产品的设计、生产和制造提供理论依据。
关键词：履带式起重机；臂架；ANSYS软件；强度分析0 引言履带起重机是广泛应用于国民经济各领域的一种起重设备，随着我国经济建设的发展，对其需求量越来越大，对其性能的要求也越來越高。
履带式起重机臂架是履带式起重机的重要组成部分，它是靠电动机驱动来完成物料吊卸的空间桁架结构，其设计水平的高低直接影响整机的工作性能。
以前起重机设计多采用以力学与数学为基础的半理论半经验设计法，设计过程重复、周期长、精度低，设计出的产品粗大笨拙，已难以适应市场需要。
而起重机臂架作为起重机的工作装置，在起重机产品的设计内容中处于核心地位，其传统的设计方法又往往是依据材料力学中的许用应力校核原理得出的，真正分析的对象仅仅是臂架结构的截面形状和面积等参数。
由于受工作量限制，该方法只能验算几个在理论上认为是危险的截面，计算的精度从建模开始就受到限制，不仅工作量很大并且具有一定的盲目性，已不能适应由激烈市场竞争造成的最短周期产品设计的要求。
目前国内外广泛应用大型有限元软件ANSYS对起重机的初始设计方案进行有限元分析，校验设计方案中是否存在问题，为起重机设计提供理论基础，从而使其结构参数符合起重机设计规范要求。
采用有限元分析的方法进行机械产品的设计计算将会极大地提高设计效率、保证其设计质量。
设计者只需借助通用有限元软件建立模型并进行仿真分析，就能真实地反映机械产品的尺寸外形特征和工作过程，并进行各种类型的力学分析，尽早发现设计缺陷，从而有效地缩短研发周期，降低生产成本，使产品的结构和性能更加合理。
本文应用有限元软件ANSYS对履带式起重机臂架结构进行快速校核分析。
